毕业设计（论文）-基于Matlab的1数字信号处理系统.doc

目录第一章 绪论21.1 通信系统概述21.2 数字通信系统21.3 数字通信系统的特点2第二章 基础技术42.1 systemview软件简介42.2 systemview软件特点5第三章 二进制振幅键控（2ask)的设计63.1 2ask的调制与解调基本原理63.2 2ask调制仿真模型83.3 2ask非相干解调仿真模型93.4 2ask相干解调仿真模型103.5 2ask调制解调整体仿真模型11第四章 二进制频移键控（2fsk)的设计124.1 2fsk的调制与解调基本原理124.2 2fsk调制仿真模型144.3 2fsk非相干解调模型154.4 2fsk相干解调模型164.5 2fsk调制解调整体仿真模型17第五章 二进制相移键控（2psk)的设计185.1 2psk的调制与解调基本原理185.2 2psk调制仿真模型195.3 2psk解调仿真模型205.4 2psk调制解调整体仿真模型21第六章 二进制差分相移键控（2dpsk)的设计226.1 2dpsk的调制与解调基本原理226.2 2dpsk的调制仿真模型246.3 2dpsk的相干解调仿真模型256.4 2dpsk的差分相干解调仿真模型266.5 2dpsk调制解调整体仿真模型27第七章 多进制振幅键控（4ask)的设计287.1 4ask的调制与解调基本原理287.2 4ask的调制仿真模型297.3 4ask解调仿真模型30第八章 多进制频移键控（4fsk)的设计318.1 4fsk的调制与解调基本原理31第九章 qam的调制与解调339.1 qam的调制与解调基本原理339.2 qam的调制与解调的仿真波形图34第十章 总结与体会35第九章 谢辞36参考文献37第一章 绪论1.1 通信系统概述随着社会生产力的发展，人们对传递消息的要求越来越高，通信，则承载着这个重要的任务。通信系统就是信息传输系统。通信中要进行消息的传递，必须有发送者和接收者，发送者和接收者可以是人也可以是各种通信终端设备。换言之，通信可以在人与人之间，也可以在人与机器活机器与机器之间进行。通信系统必须包含三部分：一是发送端；二是接收端；三是收发两端之间的信道。1.2 数字通信系统通信系统主要分为模拟通信系统和数字通信系统。数字通信系统可进一步细分为数字频带传输通信系统、数字基带传输通信系统、模拟信号数字化传输通信 数字通信的基本特征是，它的消息或信号 具有“离散”或“数字”的 特性，从而使数字通信具有许多特殊的问题。在模拟通信中强调变换的线性特性，即强调已调参量与代表消息的基带信号之间的比例特性；而在数字通信中，则强调已调参量与代表消息的数字信号之间的一一对应关系。数字调制常用的方法有2ask、2fsk、2psk、2dpsk调制等。经过调制不仅可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而将调制信号转换成适合于信道传输或便于信道多路复用的已调信号，而且它对系统的传输有效性和传输的可靠性有着很大的影响。调制方式往往决定着一个通信系统的性能。1.3 数字通信系统的特点 数字通信系统的优点如下： 1、抗干扰能力强由于在数字通信中，传输的信号幅度是离散的，以二进制为例，信号的取值只有两个，这样接收端只需判别两种状态。信号在传输过程中受到噪声的干扰，必然会使波形失真，接收端对其进行抽样判决，以辨别是两种状态中的哪一个。只要噪声的大小不足以影响判决的正确性，就能正确接收（再生）。而在模拟通信中，传输的信号幅度是连续变化的，一旦叠加上噪声，即使噪声很小，也很难消除它。2、差错可控数字信号在传输过程中出现的错误（差错），可通过纠错编码技术来控制，以提高传输的可靠性。3、易加密数字信号与模拟信号相比，它容易加密和解密。因此，数字通信保密性好。4、易于与现代技术相结合由于计算机技术、数字存贮技术、数字交换技术以及数字处理技术等现代技术飞速发展，许多设备、终端接口均是数字信号，因此极易与数字通信系统相连接。数字通信系统的缺点： 1、频带利用率不高系统的频带利用率，可用系统允许最大传输带宽（信道的带宽）与每路信号的有效带宽之比来数字通信中，数字信号占用的频带宽，以电话为例，一路模拟电话通常只占据 4khz 带宽，但一路接近同样话音质量的数字电话可能要占据 20 60khz 的带宽。因此，如果系统传输带宽一定的话，模拟电话的频带利用率要高出数字电话的 5 15 倍。2、系统设备比较复杂数字通信中，要准确地恢复信号，接收端需要严格的同步系统，以保持收端和发端严格的节拍一致、编组一致。因此，数字通信系统及设备一般都比较复杂，体积较大。不过，随着新的宽带传输信道（如光导纤维）的采用、窄带调制技术和超大规模集成电路的发展，数字通信的这些缺点已经弱化。随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展和广泛应用，数字通信在今后的通信方式中必将逐步取代模拟通信而占主导地位。第二章 基础技术2.1 systemview软件简介随着通信技术的发展日新月异，通信系统也日趋复杂。因此，在通信系统的设计研发过程中，通信系统的软件仿真已成为必不可少的一部分。为了使复杂的设计过程更加便捷高效，使得分析与设计所需的时间和费用降低。美国elanix公司推出的基于pc机windows平台的systemview动态系统仿真软件，是一个比较流行的，优秀的仿真软件。systemview是一个信号级的系统仿真软件，主要用于电路与通信系统的设计、仿真、能满足从信号处理、滤波器设计，到复杂的通信系统等要求。systemview借助大家熟悉的windows窗口环境，以模块化和交互式的界面，为用户提供一个嵌入式的分析引擎。systemview由两个窗口组成，分别是系统设计窗口的分析窗口。系统设计窗口，包括标题栏、菜单栏、工具条、滚动条、提示栏、图符库和设计工作区。所有系统的设计、搭建等基本操作，都是在设计窗口内完成。分析窗口包括标题栏、菜单栏、工具条、流动条、活动图形窗口和提示信息栏。提示信息栏显示分析窗口的状态信息、坐标信息和指示分析的进度；活动图形窗口显示输出的各种图形，如波形等。分析窗口是用户观察systemview数据输出的基本工具，在窗口界面中，有多种选项可以增强显示的灵活性和系统的用途等功能。在分析窗口最为重要的是接收计算器，利用这个工具我们可以获得输出的各种数据和频域参数，并对其进行分析、处理、比较，或进一步的组合运算。例如信号的频谱图就可以很方便的在此窗口观察到。使用systemview,我们不用关心项目的设计思想和过程，而不用花费大量的时间去编程建立系统仿真模型。我们只用鼠标点击器图标即可完成系统的建模、设计和测试，而不用学习复杂的计算机程序编制，也不必担心程序中是否存在编程错误。2.2 systemview软件特点1.能仿真大量的应用系统。能在dsp、通讯和控制系统应用中构造复杂的模拟、数字、混合和多速率系统。具有大量的可选择的库，允许用户有选择地增加通讯、逻辑、dsp和射频/模拟功能模块。特别适合于无线电话、无绳电话、调制解调器以及卫星通信系统等的设计；课进行各种系统是与/频域分析和谱分析；对射频/模拟电路进行理论分析和失真分析。2.快速方便的动态系统设计与仿真。systemview图标库包括几百种信号源、接收端、操作符合功能块，提供从dsp、通信、信号处理、自动控制、直到构造通用数学模型等应用。信号源和接收端图标允许在systemview内部生成和分析信号，并提供可外部处理的各种文件格式和输入/输出数据接口。3.在报告中方便地加入systemview的结论。systemview通过notes(注释)很容易在屏幕上描述系统；生成的systemview系统饿输出的波形图可以很方便地使用复制和粘贴命令插入微软word等文字处理器。4.提供基于组织结构图方式的设计。 通过利用systemview中的图符和metasystem(子系统)对象的无限制分层结构功能，systemview能很容易地建立复杂的系统。5.多速率系统和并行系统。 systemview允许合并多种数据采样率输入的系统，以简化fir滤波器的执行。这种特性尤其适合于同时具有低频和高频部分的痛ixnxitongd而设计于仿真，有利于提供整个系统的仿真速度，而在局部又不会降低仿真的精度。同时还可以降低对计算机硬件配置的要求。6.完备的滤波器和线性系统设计。 systemview包含一个功能强大的、很容易使用的图形模板设计模拟和数字以及离散和连续时间系统的环境，还包含大量的fir/iir滤波类型和fft类型，并提供易于用dsp实现滤波器或线性系统的参数。第三章 二进制振幅键控（2ask)的设计3.1 2ask的调制与解调基本原理 （1）调制振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。在2ask中，载波的幅度只有两种变化状态，分别对应二进制信息“0”或“1”。一种常用的、也是最简单的二进制振幅键控方式称为通断键控（ook）。其表达式为2ask信号的一般表达式为其中 二进制振幅键控信号的产生通常有两种：模拟调制法和键控法，相应的调制器如图3-1-1所示。图（a）就是一般的模拟幅度调制的方法，用乘法器实现； 图（b）是一种数字键控法，其中的开关电路受s（t）控制。本次课设采用数字键控法。 图3-1-1 2ask/ook信号调制器原理框图 （2）解调与am信号的解调方法一样。ask/ook信号也有两种基本的解调方法：非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法），相应的接收系统组成方框图如图3-1-2所示。与模拟信号的接收系统相比，这里增加了一个“抽样判决器”方框，这对提高数字信号的接收性能是必要的。本次课设用的是相干解调。图3-1-2 2ask/ook信号接收系统组成方框图3.2 2ask调制仿真模型1. 2ask调制方框图如图3-2-1所示：图3-2-1 2ask调制方框图模拟相乘模块由基带信号发生器，半波整流器，正弦信号发生器，和相乘器组成。基带信号发生器用于产生双极性二进制信号，半波整流器用于将双极性信号整流为单极性信号，基带信号和正弦载波经相乘器生成2ask信号。键控法由基带信号发生器，半波整流器，正弦信号发生器和键控开关。基带信号发生器和半波整流器用于产生单极性二进制的基带信号，基带信号通过选通键控开关让正弦载波通过或截至从而产生2ask信号。2.仿真波形图如图3-2-2所示：图3-2-2仿真波形图3.3 2ask非相干解调仿真模型1. 2ask非相干解调方框图如图3-3-1所示：图3-3-1 2ask非相干解调方框图2ask非相干解调解调模块由带通滤波器，全波整流器，低通滤波器，和抽样判决器组成。其中带通滤波器的作用是让有用的2ask信号通过。全波整流器和低通滤波器起包络检波的作用，抽样判决器用于将模拟的包络信号转换为二进制数字信号。值得注意的是带通滤波器带宽的设置要满足以下两个条件：一，以载波的频率为中心；二，带宽要大于等于基带信号码速率的两倍。抽样判决的门限值应设为2ask信号幅值的一半。2. 2ask非相干解调仿真波形图如图3-3-2所示：图3-3-2 2ask非相干解调仿真波形图3.4 2ask相干解调仿真模型1. 2ask相干解调方框图如图3-4-1所示：图3-4-1 2ask相干解调方框图2ask相干解调模块由带通滤波器，相乘器，本地载波发生器，低通滤波器和抽样判决器组成。其中带通滤波器的作用是让有用的信号通过，本地载波发生器用于产生与载波同频的本地载波，本地载波与2ask信号相乘将2ask信号转换为单极性的信号，低通滤波器用于滤除高频成分,抽样判决器用于将模拟的信号转换为二进制的数字信号。值得注意的是在输出的2ask信号的幅值为1v 时，相干解调的抽样判决的门限电平应设为300e-3v,而非相干解调的则应设为500e-3v。（这是因为此2ask时信号的幅值小于1v，非相干解调中信号全波整流相当于将信号幅值翻倍，而相干解调中信号经过相乘其相当于将信号的幅值平方。所以相干解调的抽样电平较小）。2. 2ask相干解调仿真波形图如图3-4-2所示：图3-4-2 2ask相干解调仿真波形图3.5 2ask调制解调整体仿真模型1. 2ask调制解调整体方框图如图3-5-1所示：图3-5-1 2ask调制解调整体方框图2. 2ask相干解调仿真波形图如图3-5-2所示：图3-5-2 2ask相干解调仿真波形图小结：2ask信号的调制与解调中要注意以下三个问题：一，注意单极性信号的产生方法（设置补偿值，利用全波整流）。二，注意带通滤波器与低通滤波器截止频率的设置（尤其注意带通滤波器）。三，注意判决门限电平的设置（相干解调的较小）。第四章 二进制频移键控（2fsk)的设计4.1 2fsk的调制与解调基本原理（1）调制频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。在2fsk中，载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化。故其表达式为 2fsk信号的产生方法主要有两种。一种可以采用模拟调频电路来实现；另一种可以采用键控法实现，即在二进制基带矩形脉冲序列的控制下通过开关电路对两个不同的独立频率源进行选通，使其在每一个码元ts期间输出f1或f2两个载波之一，如图4-1-1所示。本次课设用的是键控法实现。图4-1-1 2fsk信号调制器原理框图（2）解调2fsk信号的常用解调方法是采用如图4-1-2所示的非相干解调（包络检波）和相干解调。其解调原理是将2fsk信号分解为上下两路2ask信号分别进行解调，然后进行判决。这里的抽样判决时直接比较两路信号抽样值得大小，可以不专门设置门限。判决规则应与调制规则相呼应，调制时若规定“1”符号对应载波频率f1，则接收时上支路的样值较大，应判为“1”；反之则判为“0”。图4-1-2 2fsk信号相干解调解调原理图图4-1-3 2fsk信号相干解调解调原理图4.2 2fsk调制仿真模型1. 2fsk调制框图如图4-2-1所示：图4-2-1 键控法生成2fsk信号2fsk键控法的调制模块由基带信号发生器,半波整流器，两个正弦载波发生器，反转器，相乘器，相加器组成。其中基带信号发生器用来产生双极性基带信号，半波整流器用于将双极性信号化为单极性信号。反转器用于将基带信号反转，间接地起到了选择的作用。两个正弦载波发生器用于产生两个频率不同的正弦载波。相乘器将基带信号与正弦载波相乘。相加器用于将两路信号相加生成2fsk信号2. 2ask调制的仿真波形如图4-2-2所示：图4-2-2 2ask调制的仿真波形图4.3 2fsk非相干解调模型1. 2fsk非相干解调框图如图4-3-1所示：图4-3-1 2fsk的非相干解调框图2fsk的非相干解调框图由带通滤波器，全波整流器，低通滤波器，抽样保持器和比较器组成。其中带通滤波器的作用是让有用的2fsk信号通过。全波整流器和低通滤波器起包络检波的作用，抽样保持器用于对模拟信号进行抽样，比较器用于将上下两路信号进行比较。值得注意的是2fsk的抽样判决是对两路信号的抽样判决，所以不能使用buffer作为抽样判决器，而是先使用samplehold进行抽样保持，再用compare进行比较，由于是上下两路信号的比较，所以就不用专门设置判决电平。2，2fsk非相干解调的仿真波形图如图4-3-2所示图4-3-2 2fsk非相干解调仿真波形图4.4 2fsk相干解调模型1. 2fsk相干解调框图如图4-4-1所示：图4-4-1 2fsk的相干解调框图2fsk的相干解调模块由带通滤波器，本地载波发生器，相乘器，低通滤波器，抽样保持器，判决器组成。其中其中带通滤波器的作用是让有用的2fsk信号通过。本地载波发生器用于产生与原始两个载波同频的载波信号，相乘器用于将两个本地载波和带通输出信号进行相乘，抽样保持器用于对模拟信号进行抽样，比较器用于将上下两路信号进行比较。2，2fsk相干解调的仿真波形图如图4-4-2所示图4-4-2 2fsk相干解调的仿真波形4.5 2fsk调制解调整体仿真模型1. 2fsk调制解调整体方框图如图4-5-1所示：图4-5-1 2fsk调制解调整体方框图2. 2fsk调制解调仿真波形图如图4-5-2所示：图4-5-2 2fsk调制解调仿真波形图小结：2fsk调制与解调可以看作两路2ask信号调制与解调的叠加。所不同的是2fsk利用的是上下两路信号的比较，不用设置专门的判决电平。第五章 二进制相移键控（2psk)的设计5.1 2psk的调制与解调基本原理（1） 调制相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。在2psk中，通常用初始相位0和分别表示二进制“1”和“0”。因此，2psk信号的时域表达式为2psk信号的调制原理框图如图5-1-1所示。与2ask信号的产生方法相比较，只是对s(t)的要求不同，在2ask中s(t)是单极性的，而在2psk中s(t)是双极性的基带信号。图5-1-1 2psk信号的调制原理框图（2） 解调2psk信号的解调通常采用相干解调法：解调器原理框图如图5-1-2所示：图5-1-2 2psk信号的解调原理框图 5.2 2psk调制仿真模型1. 2psk调制框图如图5-2-1所示：图5-2-12psk调制框图模拟相乘法2psk调制模块由基带信号发生器，正弦波发生器，相乘器组成。键控法2psk调制模块由基带信号发生器，正弦波发生器，键控开关组成。其中基带信号发生器是用来产生双极性二进制基带信号，正弦波用来产生正弦载波。模拟相乘法中的相乘器用来将基带信号和载波相乘生成2psk信号。键控法中的两个正弦波发生器生成两个相位相差180度的同频载波，通过基带信号选通键控开关，从而产生2psk信号。2.2psk调制仿真波形图如图5-2-2所示图5-2-22psk调制仿真波形图5.3 2psk解调仿真模型1. 2psk解调框图如图5-3-1所示：图5-3-1 2psk解调框图2psk解调模块由带通滤波器，相乘器，本地载波发生器，低通滤波器，抽样判决器组成。其中带通滤波器让有用的2psk信号通过，相乘器将本地载波与带通输出信号相乘生成包络接近基带信号，含有高频成分的模拟信号，抽样判决器将模拟信号转换为二进制数字信号。2. 2psk解调仿真波形图如图5-3-2所示：图5-3-2 2psk解调仿真波形图5.4 2psk调制解调整体仿真模型1. 2psk整体调制解调框图如图5-4-1所示：图5-4-1 2psk整体调制解调框图2. 2psk整体调制解调仿真波形图如图5-4-2所示：图5-4-2 2psk整体调制解调仿真波形图小结：2psk信号的调制原理与2ask信号的调制相类似，不同的是在2ask中s(t)是单极性的，而在2psk中s(t)是双极性的基带信号。所以二者调制解调模块所含的元器件都一样，只是相应的参数不同第六章 二进制差分相移键控（2dpsk)的设计6.1 2dpsk的调制与解调基本原理（1） 调制2dpsk是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息，所以又称相对相移键控。2dpsk信号的产生方法：先对二进制数字基带信号进行差分编码，即把数字信息序列的绝对码变换成相对码（差分码），然后再根据相对码进行绝对调相，从而产生二进制差分相移键控信号。2dpsk信号调制器原理框图如图6-1-1所示：差分编码绝对码s（t）相对码图6-1-1 2dpsk信号调制器原理框图（2） 解调2dpsk信号的解调方法之一是相干解调（极性比较法）加码反变换法，其解调原理是：对2dpsk信号进行相干解调，恢复出相对码，再经码反变换器变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息。在解调中，由于载波相位模糊性的的影响，使得解调出的相对码也可能是“1”和“0”倒置，但经差分译码（码反变换）从而解决了载波相位模糊性带来的问题。2dpsk的相干解调原理框图如图6-1-2所示图6-1-2 2dpsk的相干解调原理框图2dpsk信号的另一种解调方法是差分相干解调（相位比较法），其原理框图如图6-1-3所示。用这种方法解调时不需要专门的相干载波，只需要由收到的2dpsk信号延时一个码元间隔t，然后与2dpsk信号本身相乘。相乘器起着相位比较的作用，相乘结果反映了前后码元的相位差，经低通滤波器后再抽样判决，即可直接恢复出原始数字信息，故解调器中不需要码反变换器。2dpsk的差分相干解调器原理框图如图6-1-2所示：图6-1-3 2dpsk的差分相干解调器原理框图6.2 2dpsk的调制仿真模型1. 2dpsk调制框图如图6-2-1所示：图6-2-1 2dpsk调制框图2dpsk调制模块由基带信号发生器，半波整流器，异或器，延时器，键控开关，正弦波发生器组成。其中基带信号发生器用于产生双极性基带信号，半波整流器用于将基带信号转换为单极性信号。延时器将原始基带信号进行一个码元的延时，从而产生一个新的序列，新的序列与原始序列经过异或器生成相对码。两个正弦载波发生器产生两个反向的正弦载波，相对码通过选通键控开关调制正弦载波，从而生成2dpsk信号。值得注意的是，只有适当的设置键控开关才能产生需要的2dpsk波形。2. 2dpsk调制仿真波形图如图6-2-2所示：图6-2-2 2dpsk调制仿真波形图6.3 2dpsk的相干解调仿真模型1. 2dpsk相干解调框图如图6-3-1所示：图6-3-1 2dpsk相干解调框图2dpsk的相干解调模块由带通滤波器，本地载波发生器，相乘器，低通滤波器，抽样判决器，延时器和异或器组成。带通滤波器让有用的2dpsk信号通过，本地载波发生器用于产生与载波同频的正弦波，相乘器将二者相乘，经低通滤波滤除高频成分，再经抽样判决器抽样判决恢复出相对码，相对码经延时器延时一个码元再与其本身相异或，实现码反变换，从而恢复出原始二进制基带信号。2. 2dpsk调制仿真波形图如图6-3-2所示：图6-3-2 2dpsk调制仿真波形图6.4 2dpsk的差分相干解调仿真模型1. 2dpsk差分相干解调框图如图6-4-1所示：图6-4-1 2dpsk相干解调框图2dpsk差分相干解调模块由带通滤波器，延时器，相乘器，低通滤波器，抽样判决器。其中带通滤波器用于让有用的2dpsk信号通过，2dpsk信号经过延时器延时一个周期与其本身相乘实现差分相乘，再经低通滤波器滤除高频成分，最后通过抽样判决恢复出原始基带信号，实现差分相干解调2. 2dpsk差分相干解仿真波形图如图6-4-2所示图6-4-2 2dpsk差分相干解仿真波形图6.5 2dpsk调制解调整体仿真模型1. 2dpsk整体调制解调框图如图6-5-1所示：图6-5-1 2dpsk整体调制解调框图2. 2dpsk整体调制解调仿真波形图6-4-2所示：图6-5-2 2dpsk整体调制解调仿真波形图小结：2dpsk是利用前后相邻码元的载波相位相对变化来传递数字信息。可以有效解决2psk中由载波相位模糊而引起解调输出的相对码出现“1”“0”倒置的问题，得到了广泛应用。第七章 多进制振幅键控（4ask)的设计7.1 4ask的调制与解调基本原理 （1）调制振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。在4ask中，载波的幅度只有四种变化状态，分别对应二进制信息“0”或“1”或“2”或“3”。4ask信号的一般表达式为本次课设采用模拟调制法，原理与2ask类似。（2） 解调方法与2ask解调类似，采用相干解调。其调制解调电路如图7-1-1所示，其仿真波形图如7-1-2所示图7-1-1 4ask的调制解调电路图7-1-2 4ask的调制解调仿真波形图7.2 4ask的调制仿真模型1. 4ask调制框图如图7-2-1所示：图7-2-1 4ask调制框图4ask的调制模块由基带信号发生器，正弦载波发生器，相乘器组成。其中基带信号发生器用于产生四进制单极性基带信号，正弦信号发生器用于产生正弦载波，二者经相乘器相乘生成4ask信号。2. 4ask调制仿真波形图如图7-1-2所示图7-1-2 4ask调制仿真波形图7.3 4ask解调仿真模型1. 4ask解调框图如图7-3-1所示：图7-3-1 4ask解调框图4ask解调模块由本地载波发生器，相乘器，低通滤波器，阶跃信号发生器，比较器，与门，相加器组成。本地载波发生器用于产生与本地载波同频的同步载波。同步载波与4ask信号相乘，经低频滤波器用于滤去高频成分，再经由阶跃信号发生器，比较器，与门共同组成4电平抽样判决器抽样判决生成思四路信号，最后四路信号相加恢复原始基带信号，实现4ask的解调。2.4ask解调仿真波形图如图7-3-2所示：图7-3-2 4ask解调仿真波形图第八章 多进制频移键控（4fsk)的设计8.1 4fsk的调制与解调基本原理（1） 调制多进制频移键控体制同样是2fsk体制的简单推广。例如在4进制频移键控（4fsk）中采用4个不同的频率分别表示4进制的码元，每个码元含有2b的信息。4fsk和2fsk生成条件相同，即要求每个载频之间的距离足够大，使不同频率的码元谱能够用滤波器分开。其调制解调仿真框图如图8-1-1所示。 （2）解调方法与2fsk解调类似。其仿真波形图如图 8-1-2所示图8-1-1 4sk调制解调的仿真框图4fsk调制模块由基带信号发生器，mfsk信号调制器组成。其中基带信号发生器用于产生四进制基带信号，mfsk信号发生器用于将基带信号转换为4fsk信号。4fsk的解调模块由带通滤波器，本地载波发生器，相乘器，低通滤波器，阶跃信号发生器，比较器和相加器组成。其中基带信号发生器让有用的4fsk信号通过，本地载波发生器用于产生4个不同频率的同步载波，4fsk信号与本地载波相乘，经低通滤波滤除高频成分，再经由阶跃信号发生器，比较器组成的抽样判决器抽样判决生成四路信号，四路信号相加恢复成原始基带信号。图8-1-2 4fsk调制解调仿真波形图图8-1-3 4fsk调制解调波形图第9章 qam的调制与解调9.1 qam的调制与解调基本原理正交振幅调制（qam）是一种振幅和相位联合键控。在前面讨论的多进制键控体制中，相位键控的带宽和功率占用方面都具有优势，即带宽占用小和比特信噪比要求较低。因此，mpsk和mdpsk体制为人们所喜用。但是在mpsk体制中随着m的增大，相邻相位距离逐渐减小，使噪声容限随之减小，误码率难于保证。为了改善m大时的噪声容限，发展出了qam体制。其调制解调仿真原理框图如图9-1-1所示。图9-1-1 qam调制解调的原理框图qam的调制模块由基带信号发生器，正弦载波发生器，相乘器相加器组成。基带信号发生器用于产生四进制基带信号，两个正弦波发生器用于产生两个正交的载